专利名称：烟道气体分析安全设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种烟道气体分析安全设备、涉及一种具有电连接且配设有所述设备的燃气或燃油锅炉、以及涉及一种通过使用所述设备来防止或限制一氧化碳或其它危险气体从具有电连接的有缺陷的燃气或燃油锅炉组件漏出的方法
背景技术：
一氧化碳或二氧化碳从有裂缝、受损或不正确安装的烟道泄漏是危险的，且可导致死亡。单独的一氧化碳报警器在广泛使用，但只是在一旦已经发生显著泄漏物进入报警器区域中的情况下才会触发。效率低或受损的锅炉可产生危险水平的一氧化碳或其它危险气体，它们在延长的周期内且甚至数年内在没被引起注意的情况下经由烟道排出。当烟道然后变为受到破坏或阻塞时，具有危险水平的一氧化碳或其它气体的烟道气体就被排放至建筑物内部，从而导致严重的危险。
发明内容
本发明试图提供这些问题的解决方案，由此由锅炉产生的一氧化碳或其它危险气体在泄漏到建筑物内部之前受到监测和控制。根据本发明的第一方面，提供一种用于燃气或燃油装置的烟道气体分析安全设备，所述燃气或燃油装置具有电连接和用于燃烧气体的烟道，所述设备包括用于置于烟道中监测烟道气体的危险气体检测元件、以及用于基于来自于危险气体检测元件的信号来自动地调节烟道气体中气体与空气的比例的控制器，如果烟道气体中气体与空气的比例不能调节为落入预定安全参数范围内，则所述控制器能够停止电力流入燃气或燃油装置中。权利要求2至14(包括在内)中阐述了本发明第一方面的优选和/或可选的特征。根据本发明的第二方面，提供一种具有电连接的燃气或燃油装置，所述装置具有用于燃烧气体的烟道，所述烟道中设置有根据本发明第一方面的烟道气体分析安全设备的危险气体检测元件，烟道气体中气体与空气的比例和所述装置的电连接通过所述控制器基于危险气体检测元件的输出可自动地控制。根据本发明的第三方面，提供一种用于通过使用根据本发明第一方面的烟道气体分析安全设备防止或限制危险气体从具有电连接的有缺陷的燃气或燃油装置漏出的方法，所述方法包括步骤a)将危险气体检测元件设置于燃气或燃油装置的烟道中；以及b)基于来自危险气体检测元件的信号自动地调节烟道气体中的气体与空气的比例，以便落入预定的安全参数内，且如果不能获得预定安全参数，则停止电力供给至燃气或燃油装置，从而关闭所述装置。
现在将仅通过举例的方式参照附图更为具体地描述本发明，在附图中
图I示出了根据本发明第一方面的烟道气体分析安全设备的第一实施例；图2至图4示出了在使用时的烟道气体分析安全设备；
图5示出了也在使用时的烟道气体分析安全设备的控制器的正视 图6示出了烟道气体分析安全设备的第二实施例的一部分；以及 图7示出了烟道气体分析安全设备的第三实施例的一部分。
具体实施例方式首先参看附图中的图I至图5，示出烟道气体分析安全设备10的第一实施例，烟道气体分析安全设备10包括(优选至少是一氧化碳的)气体检测元件12、控制器14、以及远程一氧化碳检测装置16。在该实施例中，检测元件12包括细长的挠性杆件18、设置在杆件18的远端处的优选至少是一氧化碳的传感器20、以及在杆件18的近端处的修长壳体22。电池隔间和无线发射器设置在修长壳体22中。优选地，电池用于向传感器20和发射器供能。然而，另外或可替代地，检测元件12可连接到电网电源上。检测元件12是液阻的且是耐热的，因为其预计置于锅炉的烟道中。控制器14与检测元件12分离且间隔开，且包括典型模制塑料的控制器壳体24，控制器壳体24在一侧上具有插座26来用于收容锅炉30的电插头28、而在另一侧上具有电插脚32来用于与壁装式供电插座34可移除地接合。用于从检测元件发射器接收信号的无线接收器与用于控制向锅炉30电插头28的电力供送的控制电路一起设置在控制器壳体24内。还设置有无线发射器来用于与燃气或燃油装置上的控制器通信，所述装置至少包括可电子地调整的空气调节阀且优选还包括可电子地调整的气体调节阀。控制器14的控制电路通过控制器和燃气或燃油装置的一个或多个阀基于来自检测元件的反馈自动地控制烟道气体中的气体与空气的比例，以便找到落入预定参数内的安全比例。设备10的控制器14还包括报警电路，报警电路电连接到控制电路。报警电路包括输出装置36，在此情况下，所述输出装置36为用于输出可听报警信号的扬声器38和控制壳体24上用于输出可见信号的发光兀件40,如LED。在现有的情况下，三个所述发光元件40设置成报警电路的一部分。第一发光元件42示出检测元件12的状态，且例如如果向检测元件12的供电出故障，则将变化。在此情况下，扬声器38还发出第一可听报警信号。如果检测元件12检测到高于预定水平的一氧化碳的存在，则第二发光元件44变 化。另外，扬声器38还发出优选与第一可听报警信号不同的第二可听报警信号。第三发光元件46显示远程一氧化碳检测装置16的状态。如果向远程检测装置16的供电出故障或如果远程检测装置16检测到高于预定水平的一氧化碳，则显示颜色变化。在此情况下，扬声器38还发出优选与第一信号和第二信号的那些信号不同的第三可听报警信号。远程一氧化碳检测装置16包括典型模制塑料的装置壳体48，装置壳体48具有电池隔间、无线发射器和接收器、一氧化碳传感器电路、以及报警电路。所述发射器和接收器容许与控制器14且优选还有检测元件12无线通信。报警电路优选包括用于输出可听报警信号来提醒房间和/或建筑物的居住者的扬声器50。报警电路还可包括发光元件52，同样如LED，其用于输出可见信号来显示远程检测装置16的状态。尽管远程检测装置16优选为由电池操作，但另外或可替代地，其可连接到电网电源上。
在使用中，且参照图2至图4，无线远程检测元件12滑入燃气或燃油锅炉30的烟道54中。通常，烟道54包括水平部分56，水平部分56向外部58排放。出口通常由炉栅或格栅60覆盖。通过除去格栅60，无线检测元件12就能容易地滑入烟道54中，以便传感器20背向远离出口和上游。然后将格栅60放回原位。控制器14然后插入锅炉30附近的壁插座34中，且锅炉插头28插入控制器壳体24的插座26中。控制器14优选为电网供电，但也可由电池供电。远程检测装置16附接到表面上，所述表面优 选为邻近锅炉30，为墙壁或屋顶62。一旦操作，检测元件12连续监测从锅炉30排放且沿烟道54的燃烧气体中的一氧化碳和/或其它危险气体的水平。远程检测装置16还连续监测其所处的房间中的一氧化碳水平。如果检测元件12感测到一氧化碳水平超过预定极限或比例，则其发送信号至控制器14。报警电路改变第二发光元件44来输出可见警报，且扬声器38受到触发来输出可听警报。控制电路同时自动远程控制锅炉30的控制器，以便调节烟道气体的气体与空气的比例，使其回到预定的安全参数内。在控制器14上机载计时器指示的预定周期和从检测元件12反馈之后，如果这不可实现，则控制器停止电流向壳体插座26的流动，从而关闭或停用锅炉30。一旦一氧化碳的水平降低至低于预定极限，则从检测元件12输出信号，从而导致控制器14重置。结果，锅炉30可在保养和/或修理之后再点火。由检测元件12输出的信号还可由远程检测装置16接收，远程检测装置16继而又输出报警信号。远程检测装置16还在检测元件12检测到一氧化碳水平降低之后重置。如果远程检测装置16自身首先感测到一氧化碳超过预定极限，则它经由其发射器输出可听警报和信号到控制器14，导致烟道气体中的气体与空气的比例自动调节至安全水平，而如果不能那样的话，则如上文所述那样停用锅炉30。在此情况下，报警电路改变控制器壳体24上的第三发光元件46的视觉表现。参看图6，示出烟道气体分析安全设备10的第二实施例。相同的附图标记表示与第一实施例中的那些相似的部件，且省略了进一步的详细说明。在所述实施例中，检测元件12和远程检测装置16完全相同。然而，控制器14不可移除。在此情况下，控制器14直接电连接到电网电源上。燃气或燃油锅炉30可直接且非可移除地电连接于控制器14，或可如第一实施例中那样插入。其它特征仍与第一实施例所述的那些相同。参看图7，示出烟道气体分析安全设备10的第三实施例。相同的附图标记表示与第一实施例中的那些相似的部件，且也省略了进一步的详细说明。在该实施例中，检测元件12和远程检测装置16又如第一实施例中所述的那样。然而，控制器14为机载的(on-board)且完全集成为燃气或燃油锅炉30自身的一部分,简化了自动调节和停用，且省去了对如前述实施例中的控制器上的发射器的需要。在此情况下，控制器壳体24形成锅炉壳体64的一部分，且通�？刂频缏泛捅ň缏飞柚贸晒�30自身电子电路的一部分。锅炉30因此以其正常方式插入或连接到电源上，但检测到一氧化碳和/或其它危险气体超过预定极限时，控制电路自动地调节来产生安全比例，而如果在一定周期之后不能这样的话，停止电力向锅炉电路的流动，从而关闭锅炉30。
尽管对燃气或燃油锅炉特别适用，但烟道气体分析安全设备能潜在地应用于具有烟道的任何燃气或燃油装置(如，取暖器)上。如果检测元件12或远程检测装置16的供电中断或停止，例如由于电池耗�。蛴杉觳庠�12或远程检测装置16输出的信号就停止，且因此控制器14的报警电路输出可听警报，且改变第一发光元件42的视觉表现。检测元件、远程检测装置和/或控制器所有都可包括测试功能，其包括用于设备的周期性测试的测试按钮。检测元件可不需要杆件18。然而，优选为灵活可调整的杆件的优点在于，传感器 20可放置成更靠近锅炉本体的烟道的入口，而检测元件未落入锅炉本体的内部。尽管检测元件示为位于烟道的底部表面上，但其可包括夹具或其它装置，通过夹具或其它装置，其可保持为与底部表面间隔开来防止与冷凝物接触。为了使控制器、检测元件和远程检测装置能够彼此通信，任何适合的无线数据协议或装置都可使用，如Wi-Fi、蓝牙RTM、无线电或微波。尽管优选为无线的，但控制器、检测元件和远程检测装置可硬接线连接到彼此上。报警电路的一个、多个或所有发光元件可包括在检测到危险气体或烟道内气体比例变化时的预先报警的警报。预先报警的警报可包括另外不同的颜色和/或声音。例如，当烟道气体在预定容限或参数内时，发出绿色可见信号且没有声音。例如，预先报警的警报可为橙色可见信号和间断的声音。完全的警报例如可为红色可见警报和连续的声音。远程检测装置是优选的，且可取决于必要性省去。可替代地，可使用两个或多个远程检测装置。在此情况下，远程检测装置优选为与彼此、检测元件和/或控制器通信。所述或各远程检测装置可在锅炉的相同房间中，或任何适合的房间中，如卧室或起居室。尽管检测一氧化碳是优选的，但另外或可替代地，检测元件和远程检测装置可检测另一气体或其它气体，优选为危险的，如二氧化碳。烟道内的组成气体的比例或比例变化可改为或另外由检测元件监测。杆件的远端可包括用于所述或各可检测的烟道气体的过滤器元件。在此情况下，过滤器元件可更换和/或可互换，通常是在保养期间。尽管检测元件优选为无线的，但其可与控制器有线连接。因此，可提供一种立即提示居住者或燃气或燃油装置的使用者一氧化碳或其它危险气体超过烟道中的预定水平的烟道气体分析安全设备。还可提供一种烟道气体分析安全设备，其自动地调节空气与气体的比例来试图获得安全参数，而然后如果不能这样的话，则在一氧化碳或其它危险气体在预定周期内超过预定水平的情况下立即关闭或停用锅炉。所述设备的控制器可为装置中的插头(从而使得能够对现有锅炉进行快速且简单的改装)、远离锅炉的永久固定装置、或集成为锅炉的一部分。传感器优选为与控制器无线通信，且因此可各易地定位在烟道中。因此，所述设备减少了燃气或燃油装置在任何延长周期内出故障的机会，从而潜在地挽救使用者的生命。所述设备还可通过突出潜在缺陷来降低燃气或燃油装置的操作成本，且此外减小了故障的燃气或燃油装置的环境影响。上文所述的实施例仅通过举例的方式提供，且在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，各种其它修改对于本领域技术人员是显然的。
权利要求
1.一种用于燃气或燃油装置的烟道气体分析安全设备，所述燃气或燃油装置具有电连接和用于燃烧气体的烟道，所述设备包括用于置于所述烟道中来监测烟道气体的危险气体检测元件、以及用于基于来自所述危险气体检测元件的信号自动地调节所述烟道气体中的气体与空气的比例的控制器，如果所述烟道气体中的气体与空气的比例不能调节为落入预定安全参数内，则所述控制器能够停止电力向所述燃气或燃油装置的流动。
2.根据权利要求I所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述危险气体检测元件包括无线发射器，且所述控制器包括无线接收器，以使得所述危险气体检测元件能够与所述控制器无线地通信。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述危险气体检测元件包括在远端处具有危险气体传感器的细长杆件。
4.根据权利要求3所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述杆件是可挠性地调整的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述控制器包括用于在调节气体与空气的比例时输出报警信号的报警元件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述控制器包括用于在与所述危险气体检测元件断开时输出报警信号的报警元件。
7.根据前述权利要求中任一项所述的烟道气体分析安全设备，还包括用于放置为远离所述燃气或燃油装置来在检测到危险气体时输出报警信号的远程危险气体检测装置。
8.根据权利要求7所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述远程危险气体检测装置能够与所述控制器通信来停止电力向所述燃气或燃油装置的流动。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述远程危险气体检测装置包括用于将信号传输至所述控制器来停止所述燃气或燃油装置和用于接收来自所述控制器和/或所述危险气体检测元件的信号来输出所述报警信号的无线发射器和接收器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述控制器包括用于在接收来自所述远程危险气体检测装置的信号时输出报警信号的报警元件。
11.根据前述权利要求中任一项所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述控制器包括独立的可移除壳体，所述壳体具有用于收容燃气或燃油装置的电插头的插座和用于插入电插座中的插脚。
12.根据权利要求I至10中任一项所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述控制器包括非可移除的可表面安装的壳体，所述壳体可直接地连接到电网电源上，所述壳体包括用于收容燃气或燃油装置的电插头的插座。
13.根据权利要求I至10中任一项所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述控制器作为所述燃气或燃油装置的一部分机载地设置。
14.根据前述权利要求中任一项所述的烟道气体分析安全设备，其中，所述危险气体检测元件至少能够检测一氧化碳。
15.一种基本如上文参照附图所述的烟道气体分析安全设备。
16.一种具有电连接的燃气或燃油装置，所述装置具有用于燃烧气体的烟道，在所述烟道中设置有如前述权利要求中任一项所述的烟道气体分析安全设备的危险气体检测元件，所述烟道气体中气体与空气的比例和所述装置的电连接能够由所述控制器基于所述危险气体检测元件的输出自动地控制。
17.根据权利要求16所述的燃气或燃油装置，其中，所述装置为锅炉。
18.—种通过使用如权利要求I至15中任一项所述的烟道气体分析安全设备来防止或限制危险气体从具有电连接的有缺陷的燃气或燃油装置漏出的方法，所述方法包括步骤a)将所述危险气体检测元件设置于所述燃气或燃油装置的烟道中；以及b)基于来自所述危险气体检测元件的信号自动地调节所述烟道气体中的气体与空气的比例，以便落入预定的安全参数内，且如果不能够获得所述预定安全参数，则停止所述电力供给至所述燃气或燃油装置，从而关闭所述装置。
全文摘要
用于具有电连接和用于燃烧气体的烟道(54)的燃气或燃油装置(30)的烟道气体分析安全设备(10)，包括用于置于烟道(54)中来监测烟道气体的危险气体检测元件(12)、以及用于基于来自危险气体检测元件(12)的信号自动地调节烟道气体中的气体与空气的比例的控制器(14)。如果烟道气体中的气体与空气的比例不可调节为落入预定安全参数内，则控制器(14)能够停止电力向燃气或燃油装置(30)流动。优选地，危险气体检测元件(12)包括无线发射器，且控制器(14)包括无线接收器，以便危险气体检测元件(12)与控制器(14)无线通信。还提供一种具有设备(10)的燃气或燃油装置以及一种方法。
文档编号G01N33/00GK102630303SQ200980155198
公开日2012年8月8日 申请日期2009年7月22日 优先权日2009年1月24日
发明者卡勒姆·斯科特·斯图尔特·理查森, 理查德·詹姆斯·克劳福德 申请人:卡勒姆·斯科特·斯图尔特·理查森, 理查德·詹姆斯·克劳福德
专业数控铣床产品供应商
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